Uważa się, że niektóre rozbłyski gamma to gwiezdne zderzenia wokół supermasywnych czarnych dziur

Rozbłyski gamma nazywane są po angielsku rozbłyski gamma (GRB), pozostawała nieznana społeczności astrofizyków przez lata po jej odkryciu. Dopiero po zniesieniu tajemnicy wojskowej w 1973 roku w związku z obserwacjami satelitarnymi rodziny Villa w Stanach Zjednoczonych ta sama społeczność zaczęła kwestionować swoje istnienie. Czyniąc to, zrozumiałem, że rozbłyski gamma wykryte w lipcu 1967 roku przez te satelity, początkowo mające na celu zweryfikowanie stosowania traktatów zakazujących prób atmosferycznych broni jądrowej, nie mogły pochodzić ze znanych wówczas zdarzeń astrofizycznych, takich jak rozbłyski słoneczne. Albo supernowe i klasyczne nowe.

GRB były tak wyjątkowo jasne, że wydawały się zaprzeczać znanej fizyce, dopóki nie zrozumiano, że większość uwolnionej energii może znajdować się w skupionych dżetach, a nie we wszystkich kierunkach, jak eksplozja. Nadal otrzymujemy niesamowite liczby, ponieważ masa Ziemi jest około tysiąca razy większa od masy Ziemi i jest ona przekształcana głównie w promienie gamma, ale także X i światło widzialne przez GRB.

Wiemy, że dzielą się one na dwa główne typy: krótkie rozbłyski gamma trwające najwyżej dwie sekundy i długie rozbłyski gamma trwające kilka godzin. Dopiero w latach 90. i 2000. zaczęliśmy rozumieć teorię tych kosmicznych kataklizmów, dzięki czemu mogliśmy stosunkowo dokładnie zlokalizować je na sklepieniu niebieskim.

Bardzo ładne artystyczne wrażenie eksplozji hipernowej z utworzeniem czarnej dziury w gwieździe macierzystej. Te syntetyczne obrazy ilustrują model hipernowej, który powinien odpowiadać za większość długich rozbłysków gamma. Zanim bardzo masywna gwiazda eksploduje, w miejscu jej jądra tworzy się czarna dziura, która następnie pochłania resztę gwiazdy. Ponieważ dysk akrecyjny tworzy również dżety cząstek, widzimy je wyłaniające się z powierzchni gwiazdy i rozprzestrzeniające się w ośrodku międzygwiazdowym, tworząc falę uderzeniową. Wtedy następuje tam emisja fotonów gamma. Aby uzyskać mniej lub bardziej dokładne tłumaczenie francuskie, kliknij biały prostokąt w prawym dolnym rogu. Następnie powinno pojawić się tłumaczenie na język angielski. Następnie kliknij nakrętkę po prawej stronie prostokąta, następnie kliknij Napisy, a na końcu Napisy automatycznie. Wybierz „francuski”. © Desy, laboratorium komunikacji naukowej

Kilonova symuluje hipernową?

Następnie przewiduje się, że krótkie rozbłyski promieniowania gamma powstają w wyniku zderzenia dwóch gwiazd neutronowych w układzie podwójnym w wyniku utraty energii w postaci fal grawitacyjnych. Ostateczne zderzenie, które prowadzi do tak zwanej kilonowej, scenariusz, który został udowodniony kilka lat temu wraz z nadejściem astronomii grawitacyjnej umożliwionej przez Ligo i Virgo i który doprowadził do odkrycia w 2017 r. źródła GW 170817 związanego z GRB 170817A, krótki rozbłysk gamma obserwowany przez satelity Fermi i integratory.

Długie rozbłyski gamma wchodzą w zakres scenariusza hipernowych pokazanego na powyższym filmie. W rzeczywistości granica między dwoma typami GRB nieco się zatarła i odkryto zdarzenia, które na pierwszy rzut oka mieszczą się w jednym scenariuszu, ale lepiej wyjaśnia je drugi, jak pokazano w niedawnym artykule opublikowanym w innym miejscu w słynnym Gazeta. astronomia naturalna Jego kopia jest również dostępna na arXiv.

w eseju Natura, Astrofizycy badali przypadek GRB 191019A, rozbłysku gamma, który trwał około minuty i został wykryty przez satelitę 19 października 2019 r. Obserwatorium Swift Neila Gehrelsa z NASA. Znajdowała się w jądrze starożytnej galaktyki i można ją również obserwować na Ziemi, ale jej odpowiednik jest widoczny za pomocą ośmiometrowego teleskopu Południowego Obserwatorium Gemini w Chile.

Ponieważ w tamtym czasie nie znaleziono żadnych śladów supernowych, a tym bardziej hipernowych, astrofizycy musieli rozważyć inny scenariusz wyjaśnienia GRB 191019A, biorąc pod uwagę dane z teleskopu, które umieszczają go w bardzo szczególnym środowisku, kuli o średnicy około 100 lat świetlnych, otaczającej Wielka czarna dziura. Gęstość gwiazd jest tam ogromna, o średnicy około miliona gwiazd wielkości kilku lat świetlnych. Dla przypomnienia, w dysku Drogi Mlecznej odległość między dwiema gwiazdami wynosi średnio około 4 lat świetlnych.

Nowy scenariusz emisji fal grawitacyjnych

Dlatego obliczenia naukowców doprowadziły ich do przekonania, że ​​wyjaśnienie GRB 191019A wymaga zderzenia gwiazd zwartych, takich jak białe karły, gwiazdy neutronowe i czarne dziury, prawdopodobnie w bogatym w gaz dysku akrecyjnym centralnej supermasywnej czarnej dziury.

Nie chodzi jednak o zderzenia ciał niebieskich, które początkowo wchodzą w skład układu podwójnego, ale o podobieństwo do zderzeń cząstek gazu poruszających się we wszystkich kierunkach w danej objętości.

” Te nowe odkrycia pokazują, że gwiazdy mogą wymierać w niektórych gęstszych regionach Wszechświata, gdzie mogą powodować ich zderzenia. Ekscytujące jest zrozumienie, w jaki sposób gwiazdy umierają, i znalezienie odpowiedzi na inne pytania, takie jak nieoczekiwane źródła, które mogą tworzyć fale grawitacyjne, które możemy wykryć na Ziemi. powiedział w oświadczeniu stowarzyszonym z NSF NOIRLab (Narodowe Laboratorium Badań Astronomii Optycznej i PodczerwonejUS National Center for Terrestrial Night-Visual Astronomy) Andrew Levan, astronom z Radboud University w Holandii i główny autor artykułu w czasopiśmie astronomia naturalna.